發(fā)布時(shí)間：2020-07-06 12:24

【摘要】：童鞋作為每名兒童在成長過程中必不可少的服飾品之一,其穿用是否合理、是否會(huì)引發(fā)兒童足部問題,在兒童的成長過程中顯得尤為重要。兒童的足部正處于生長發(fā)育期間,在這一階段穿著童鞋的結(jié)構(gòu)、材料是否符合其腳型規(guī)律,將意味著日后是否會(huì)給他們帶來足部問題。而縱觀現(xiàn)今童鞋市場,絕大多數(shù)童鞋仍是按照成人鞋款進(jìn)行縮小設(shè)計(jì)的,而這些結(jié)構(gòu)的不合理會(huì)導(dǎo)致一系列兒童足部疾病的發(fā)生。因此,童鞋的設(shè)計(jì)不僅要關(guān)注童鞋的款式造型,更要從兒童足部發(fā)育規(guī)律角度出發(fā),設(shè)計(jì)出真正符合兒童穿用、能夠保護(hù)兒童足部健康的童鞋。本課題旨在通過對6~9歲具有生理性扁平足兒童足底壓力規(guī)律的研究,設(shè)計(jì)出一款能夠?qū)ζ溥M(jìn)行逐步干預(yù)的足弓支撐墊,并通過運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)方法對其功能進(jìn)行驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合抗扭轉(zhuǎn)原理,自主設(shè)計(jì)并制作抗扭轉(zhuǎn)部件,并附加于自主設(shè)計(jì)的童鞋中,采用物理-機(jī)械方法對成鞋抗扭轉(zhuǎn)功能進(jìn)行測試驗(yàn)證,最終設(shè)計(jì)出一款能夠在運(yùn)動(dòng)過程中穩(wěn)固后跟、降低足踝扭傷風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)能童鞋。課題研究內(nèi)容主要包括以下幾點(diǎn):(1)童鞋市場調(diào)研分析選取國內(nèi)外幾個(gè)知名兒童機(jī)能鞋品牌進(jìn)行調(diào)研,從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料應(yīng)用、功能設(shè)計(jì)、成本價(jià)格四個(gè)層面出發(fā),總結(jié)國內(nèi)市場上現(xiàn)有兒童機(jī)能鞋的現(xiàn)狀,童鞋產(chǎn)品的款式性能、存在問題、與國內(nèi)外同類產(chǎn)品之間的差異以及合理改進(jìn)思路。(2)兒童足底壓力研究及分析對采集到的300例6~9歲兒童的足印圖進(jìn)行足長、足寬的測量,采用劃線法從中篩選出16名輕度扁平足兒童和7名正常足兒童作為初步測試的對象。對23名受試兒童的足弓高度進(jìn)行測量,并通過運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)試驗(yàn)對其足弓部位峰值壓力、峰值壓強(qiáng),前掌、足弓、后跟接觸面積百分比等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,通過統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,以對比并得出扁平足與正常足在足部生理特性、發(fā)育特點(diǎn)等方面的差異。(3)足弓支撐墊材料的篩選、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制作通過查閱文獻(xiàn)和市場調(diào)研,選取6種市場上應(yīng)用廣泛、性價(jià)比高、性能良好的發(fā)泡材料作為本次實(shí)驗(yàn)的待測材料,分別對其硬度、回彈性、減震性進(jìn)行測試,根據(jù)測試所得數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,從中確定3種滿足研究需求的材料。以扁平足兒童的足弓高度區(qū)間為依據(jù),確定足弓支撐墊的足弓高度,結(jié)合逐級干預(yù)的思路將其足弓部位設(shè)計(jì)為層疊式結(jié)構(gòu);后跟為增加緩沖減震功能設(shè)計(jì)為復(fù)合材料結(jié)構(gòu),并制作出試驗(yàn)用墊。(4)抗扭轉(zhuǎn)部件、機(jī)能童鞋的設(shè)計(jì)及制作以國內(nèi)外抗扭轉(zhuǎn)功能文獻(xiàn)作為理論支撐,從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選擇兩個(gè)方面完成抗扭轉(zhuǎn)部件的設(shè)計(jì)和制作。結(jié)合前期市場調(diào)研結(jié)果,從童鞋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鞋材選擇、底部件選材三個(gè)方面,設(shè)計(jì)并制作出適合該年齡段兒童日常穿著需要的童鞋,并將抗扭轉(zhuǎn)部件附加在試驗(yàn)用鞋上,開發(fā)出一款具有穩(wěn)固后跟、降低足踝扭傷風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)能童鞋。(5)足弓支撐能力、后跟減震能力的驗(yàn)證本課題的驗(yàn)證試驗(yàn)采用跟蹤測試方法,首先對80名兒童進(jìn)行足部數(shù)據(jù)采集,之后從中選擇12名輕度扁平足兒童進(jìn)行為期6個(gè)月的足弓支撐墊試穿。整個(gè)跟蹤過程中共進(jìn)行6次測試,使用Novel-Pedar鞋墊式足底壓力測試系統(tǒng),每次測試中獲取足弓部位峰值壓力、峰值壓強(qiáng)和接觸面積百分比,采用統(tǒng)計(jì)學(xué)手段縱向?qū)Ρ葦?shù)據(jù),以表征足弓支撐墊是否對扁平足起到干預(yù)作用;在測試過程中同時(shí)采集受試兒童在穿測試鞋墊和普通鞋墊時(shí)后跟處峰值壓力、峰值壓強(qiáng),采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法橫向?qū)Ρ让看螠y試時(shí)的數(shù)據(jù),以表征其是否起到緩沖減震作用。(6)成鞋抗扭轉(zhuǎn)能力的驗(yàn)證使用高鐵GT-7011-PAC成鞋抗扭轉(zhuǎn)設(shè)備,分別對后跟有無抗扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的兩種童鞋進(jìn)行測試,測試結(jié)果顯示有抗扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的童鞋扭轉(zhuǎn)力矩比普通童鞋高出10%,即說明該兒童機(jī)能鞋能夠達(dá)到保護(hù)兒童足踝,降低扭傷率的作用。研究結(jié)論總結(jié)為以下幾點(diǎn):(1)扁平足兒童的足弓高度區(qū)間為9~13mm,正常足兒童的足弓高度區(qū)間為15~20mm。在自然行走時(shí),扁平足的足底各區(qū)域接觸面積百分比與正常足不同(P0.05),扁平足足弓處的壓力高于正常足(P0.05),且足弓部分接觸面積百分比高于正常足(P0.05),而前掌、后跟接觸面積百分比均低于正常足(P0.05)。(2)足弓支撐墊基墊的前掌厚度為3mm,后跟厚度為5mm,足弓厚度為9mm。除基墊外單獨(dú)設(shè)計(jì)兩個(gè)厚度為2mm的薄片結(jié)構(gòu),與足弓支撐墊疊加使用,能夠滿足足弓高度在9~13mm區(qū)間范圍內(nèi)的扁平足兒童,增加了足弓支撐墊對不同足部的包容性,且能夠?qū)Ρ馄阶闫鸬街鸺壐深A(yù)的效果。(3)為期6個(gè)月的試穿跟蹤測試結(jié)果顯示:隨著試穿時(shí)間的增加,足弓處峰值壓力、峰值壓強(qiáng)和足弓接觸面積百分比這三項(xiàng)指標(biāo)均有顯著降低,從而表征了受試兒童的扁平足程度在一定程度上有所減輕。穿測試鞋墊時(shí)的后跟峰值壓力、峰值壓強(qiáng)較穿普通鞋墊時(shí)顯著降低,則說明測試鞋墊后跟的減震緩沖性能更佳。(4)抗扭轉(zhuǎn)測試結(jié)果表明:與常規(guī)童鞋相比,本課題所設(shè)計(jì)研發(fā)的童鞋扭矩提高了10%,證實(shí)了該產(chǎn)品可以在一定程度上穩(wěn)固后跟、降低足踝扭傷風(fēng)險(xiǎn)。
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TS943.723
【圖文】：

扭轉(zhuǎn)功能文獻(xiàn)作為理論支撐，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選擇兩制作。結(jié)合前期市場調(diào)研結(jié)果，從童鞋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、底部個(gè)方面，設(shè)計(jì)出適合該年齡段兒童日常穿著需要的，具能童鞋，并制作出試驗(yàn)用鞋。支撐能力、后跟緩沖性能及抗扭轉(zhuǎn)能力的驗(yàn)證物力學(xué)測試獲取數(shù)據(jù)表征足弓支撐力、后跟緩沖性能和實(shí)驗(yàn)測量抗扭轉(zhuǎn)能力。采用合理統(tǒng)計(jì)學(xué)手段對力學(xué)數(shù)據(jù)的穿著感受作為主觀參考依據(jù)，共同表征最終兒童機(jī)能創(chuàng)新點(diǎn)在于針對 6~9 歲具有生理性扁平足的兒童足底壓款能夠?qū)ζ溥M(jìn)行逐級干預(yù)的足弓支撐墊，并設(shè)計(jì)及制作扭傷的兒童機(jī)能鞋。路線圖體技術(shù)路線如圖 1-1 所示：

基于運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的兒童機(jī)能鞋研究足兒童足底壓力特征研究測試篩選前期研究中采集到的 300 例 6~9 歲兒童的足印圖進(jìn)行足長、足足型進(jìn)行分類，可分為四種類型：正常足，輕度扁平足，中度對 300 例扁平足兒童的足印圖分析結(jié)果中可知：輕度扁平足共雙腳均為扁平足的兒童有 75 人，占 25%；單腳扁平足的兒童有可知扁平足兒童在兒童群體中占比重較大，兒童的扁平足問題示為在篩選足印圖的過程中，輕度扁平足和正常足的足印圖：

正常足足印圖

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本文編號：2743628